全球甲烷火箭知多少?为何说朱雀二号首飞失败,依然创造了世界第一

最后的苏霍伊 2023-03-19 21:01:59

去年12月14日首飞的“朱雀二号”,不但是我国首枚民营甲烷运载火箭,同时也是世界上第一枚成功进行轨道级飞行的甲烷火箭,比SpaceX“星舰”和相对论公司的“人族一号”更早。但是非常可惜,它在一级飞行、一二级分离、二级点火、整流罩分离均正常的情况下,由于二级的游机异常关机,导致发射任务最终失利,真是只差最后一哆嗦。

朱雀二号首飞画面

而根据蓝箭航天近几个月的详细调查和在今天公布的官方消息,已查明“朱雀二号”二级游机异常关机的故障原因,是游机氧输送管与氧泵低压壳体连接部位刚度不匹配,低压壳体存在强度裕度不足,在主机关机水击作用下氧泵低压壳体破裂,引发游机异常关机故障。

朱雀二号的二级游机

在发动机地面试车中故障复现,采取经验证有效的改进措施之后,“朱雀二号”完成归零。而针对故障原因和机理,蓝箭航天采取了多项改进措施提高结构安全系数、减小水击影响,改进措施经过仿真分析计算和地面试车考核验证有效,能够满足飞行要求。目前遥二火箭已经出厂,预计在年底进行发射,期待早日复飞。

朱雀二号二级游机测试

此前的3月12日,Planet Labs卫星曾拍到酒泉基地0.7米分辨率的卫片,显示一枚朱雀二号火箭已经树立在LC-96发射工位上了。不过根据航天爱好者的分析,它应该是蓝箭航天的朱雀二号模态箭,主要用于开展箭地合练工作,并非遥而火箭,但这也为接下来遥二火箭的成功发射,积累了更多的经验。

国外卫星拍到朱雀二号模态箭测试画面

而目前全世界已知现役或计划中的甲烷火箭,共有9种,除了我国民营的“朱雀二号”之外,还有SpaceX公司的“星舰”、蓝色起源的“新格伦”、相对论公司的“人族一号”和“人族”-R,以及ULA的“火神”、火箭实验室的“中子”号、Stoke Space的甲烷复用火箭。另外,我国重载登月的长征九号,也已确定采用甲烷发动机,走“星舰”的道路。

这图里少了一个长征九号

可以看到,除了“朱雀二号”和长征九号之外,其他的全是美国火箭,它们的意义之大,可见一斑。而在这一领域,我们并不落后,蓝箭航天在80吨级“天鹊”12发动机的基础上,又开始研制200吨级的甲烷火箭发动机,同时国家队的长征九号计划采用的也是200吨级甲烷发动机,与“星舰”的“猛禽二代”属于同一等级。

蓝箭航天也在研制200吨级的甲烷机

目前,相对论公司3D打印的“人族一号”,在北京时间3月12日的发射中,4个小时接连推迟了5次,最终在一级点火0.5秒之后紧急关机,据说第二个发射时间窗口是3月17日凌晨,可现在都是北京时间3月18日,还不见任何动静。而“人族一号”尚未发射成功,相对论公司就已经整出“人族”R等一堆火箭的PPT,看来这个世界上能吹的,不只是一个马斯克。

人族一号运载火箭

人族一号甲烷机点火瞬间

马斯克SpaceX公司的“星舰”是人类有史以来最为庞大的火箭,超过当年的土星5。而在经过多次推迟之后,预计在本月内进行第一次轨道级试飞,现在时间只剩下十来天了,但此前它的一级最多只进行了31台发动机50%功率的静态点火测试,S24和B8上下两级合体之后也从未进行过静态点火测试。如果它的首飞成功了,将翻开人类航天史崭新的一页,如果没成功,只能祈祷别在发射台爆炸了。

星舰一级31台发动机半功率静态点火

蓝色起源此前研制的“新谢泼德”火箭和太空舱,虽然多次成功进行载人飞行,但由于只能达到亚轨道的高度,并体验几分钟的失重,因此被人嘲笑不己。而“新格伦”是蓝色起源的翻身之作,预计在今年内首飞,将进入真正的太空,其一级采用的7台BE-4甲烷液氧发动机,除了设计老旧一些之外,推力差不多可以和“星舰”的“猛禽二代”发动机相提并论,也是非常牛的存在。也正因为如此,所以就连ULA的“火神”,一级采用的也是2台BE-4。

蓝色起源此前的新谢泼德只能飞亚轨道

新格伦火箭将一雪前耻

BE-4甲烷发动机

有人将2023年称为甲烷火箭元年,从前面9型运载火箭来看,甲烷确实越来越受宠,究其原因,一方面是这种燃料不积碳,减少了煤油火箭的很多麻烦,而且比冲更高,推力更容易做大,另一方面则是方便未来在外星球上制备,确实是属于未来的火箭,你觉得呢?

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